1 西南石油大学 材料科学与工程学院, 新能源材料及技术研究中心, 成都 610500
2 重庆工商大学 环境与资源学院, 催化与环境新材料重庆市重点实验室, 重庆 400067
半导体光催化技术具有低能耗和环境友好等优点, 在众多氮氧化物去除技术中具有较大的发展潜力。本研究在室温下成功制备了碳酸氧铋(Bi2O2CO3, BOC)/聚吡咯(PPy)光催化剂, 并在可见光下对一氧化氮(NO)进行光催化氧化去除。可见光催化NO氧化性能测试结果表明, BOC复合PPy之后, 其NO去除率从9.4%提高到20.4%, 毒副产物NO2的生成率从2%降到接近零。这是因为在BOC和PPy界面氢键作用下, 在BOC和PPy界面形成了氧空位。光电流和交流阻抗测试表明氧空位的形成改善了BOC光生载流子分离和迁移过程, 从而提高其光催化活性。此外, BOC/PPy光催化氧化NO机理分析表明, 氧空位促进O2生成更多的·O2-, 进而与·OH共同作用, 提高BOC的NO氧化反应活性和安全性。
碳酸氧铋 聚吡咯 光催化 一氧化氮 氧空位 bismuth carbonate polypyrrole photocatalysis nitric oxide oxygen vacancies
1 中国科学院光电技术研究所先进光学研制中心，四川 成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
3 中国科学院大学，北京 100049
在光学系统中使用非球面可以有效校正像差，改善像质，进而简化系统结构;并且增大系统口径可以从根本上提高系统的分辨本领，因此在基础科学研究、天文学宇宙探测以及**安全等领域都对大口径非球面镜有着迫切需求。大口径非球面的制造在现代光学制造工程中扮演着重要的角色。本文以大口径非球面镜的先进制造为主题，对大口径非球面镜的光学加工技术，特别是研磨抛光技术及其过程中所采用的面形检测方法进行了综述，特别总结了新一代先进光学制造的技术特征，展望了未来大口径非球面镜的制造策略。
大口径非球面 光学加工 光学测试 large-aperture aspheric mirror optical manufacturing optical testing
1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
深紫外、极紫外光刻、先进光源等现代光学工程牵引驱动超精密光学技术持续发展, 超精密光学制造要求与之精度相匹配的超高精度检测技术。作为核心技术指标之一的面形精度通常要求达到纳米、深亚纳米甚至几十皮米量级, 超高精度面形干涉检测技术挑战技术极限, 具有重要研究意义和应用价值。本文分析了面形干涉检测技术发展趋势, 主要介绍了中国科学院光电技术研究所近年来在超高精度面形干涉检测技术相关研究进展。
先进光学制造 超精密光学 光学测量 面形检测 干涉检测 绝对检测 advanced optical manufacturing ultra-precision optics optical measurement surface metrology inter-ferometry absolute measurement
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
The full aperture complex amplitude transmittance function of a multi-level diffraction lens with mask-alignment errors was derived based on scalar diffraction theory. The point spread function (PSF) was calculated by the Kirchhoff diffraction integral. It is found that the radius of the Airy disk increases with the increase of the error in the direction of misalignment, and the image center shifts along the direction of misalignment. A four-level diffractive lens with a diameter of 80 mm was fabricated, and its PSF and diffraction efficiency of +1st order were calculated and measured. The distribution of PSF is consistent with the calculated results, and the tested diffraction efficiency is slightly smaller than the calculated value; the relative error is 5.71%.
050.1380 Binary optics 050.1965 Diffractive lenses 110.3000 Image quality assessment Chinese Optics Letters
2018, 16(9): 090501
1 中国科学院光电技术研究所，成都 610209
2 中国科学院大学，北京 100049
为研究位相型菲涅尔透镜台阶近似引起的衍射杂散光对衍射成像系统调制传递函数(MTF)的影响，本文运用波动光学仿真分析方法模拟光波的传播。通过有限个级次的衍射波面在系统像面上相干叠加，得到系统的点扩散函数(PSF)；对其进行傅里叶变换，得到系统的MTF。以菲涅尔主镜口径为80 mm的衍射成像系统为样机，分析了衍射主镜台阶数目为二、四、八时，系统MTF与理论设计值的差异。结果表明，随着衍射主镜台阶数目的增加，衍射杂散光对系统MTF的影响减小；并且四台阶时，与设计值的偏差已经小于0.5%。最后结合几何光线追迹仿真分析，提出将衍射主镜加工成中心区域多台阶、边缘部分为二台阶的思路，降低了衍射杂散光的影响。
衍射成像系统 二元位相型菲涅尔透镜 衍射杂散光 调制传递函数 diffractive imaging system binary phase-type Fresnel lenses diffractive stray light MTF
1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 电子科技大学 光电信息学院, 四川 成都 610054
为实现对离轴三反系统快速、有效的装调, 提出了一种离轴三反系统计算机辅助装调(CAA)方法。该方法在理论分析失调后离轴三反系统像差特性的基础上, 结合CAA技术及光学装调的实际情况, 选择出最少且最合理的调整量; 根据检测数据及CAA数学模型直接计算出调整量的大小及方向。采用该方法对一离轴三反系统进行实际装调, 将调整量从11个减少到7个, 利用波前传感器被动式检测方法对离轴三反系统0及±1视场像质进行检测, 通过一次计算调整快速使该系统全视场波像差从RMS≤0.32λ减少至RMS≤0.067λ(λ＝632.8 nm), 结果表明该装调方法简单、有效。
计算机辅助装调 离轴三反系统 失调特性 Zernike多项式 computer aided alignment off-axis TMA system misalignment characteristics Zernike polynomial coefficient 红外与激光工程
2016, 45(11): 1118006
1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100039
为了提高曲率半径定焦准确度, 从移相干涉仪, 标准镜头透射波前误差, 被测光学元件表面面形误差及调整误差等方面出发, 分析影响干涉仪定焦准确度的各因素, 并给出各误差补偿表达式.通过对比实验发现, 在猫眼及共焦位置处调整误差补偿后, 离焦量及曲率半径测量结果的变化趋势由近似线性变为随机变化, 同时由离焦量引入的曲率半径变化量由7.05 μm减小为0.5 μm.在曲率半径干涉测量中, 调整误差为影响定焦准确度的主要误差源, 调节调整误差可有效控制离焦量的变化, 提高曲率半径测量准确度.
测量 干涉测量 光学球面 曲率半径 定焦 离焦量 误差分析 Measurement Interferometry Optical spheric surface Radius of curvature Position power Error analysis
1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
评定测量不确定度是改进面形检测实验室质量的有效途径。为了促进测量不确定度在干涉面形检测领域的普及和应用，综述了近年来国内外在干涉面形检测领域中测量不确定度评估方法的研究现状和最新进展。介绍了量值溯源和测量不确定度的发展及研究现状，主要介绍了自下而上方法(即建模方法)评估测量不确定度和自上而下方法评估测量不确定度，重点阐述了干涉面形测量中的不确定度评估方法研究现状及进展。展望了现代干涉面形检测中不确定度评估的发展方向。
测量 测量不确定度 干涉测量 表面面形测量 溯源性 激光与光电子学进展
2015, 52(6): 060004
1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
将 Lissajous 标定技术应用到相移干涉测量的相移算法 (PSA)中, 提出一种基于 Lissajous标定技术的随机相移误差校正算法。该算法不需要计算各帧干涉图之间的实际相移量, 直接用 Lissajous标定和椭圆拟合的方法计算相移算法的相位提取误差 (包括离焦、偏倚、相移量偏差 )然后进行校正。数值模拟结果表明: 该算法不需要迭代运算就能从大于 3帧的带有随机相移误差的干涉图中有效恢复出正确的相位信息, 运算时间少, 计算精度高并且适合于所有的相移算法。实验结果表明: 基于 Lissajous标定技术的随机相移误差校正算法与现有的迭代随机相移算法(AIA)精度相当, 但计算速度得到明显提升。
干涉测量 Lissajous标定 随机相移误差 interferometry Lissajous calibration random phase shift errors
1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 电子科技大学光电信息学院, 四川 成都 610054
3 中国科学院大学, 北京 100049
为提高摄像机的标定精度，必须研究高精度的特征点提取方法。针对三种比较典型的标定图样：棋盘格，二维正弦条纹和高斯点阵，分析比较了相应的提取特征点算法和用于摄像机内参数标定的精度，得出基于傅里叶相位分析法的二维正弦条纹的特征点提取精度最高。并针对傅里叶方法处理二维正弦条纹不能准确提取边缘特征点的缺陷，提出了使用相移法提取正交相位以代替傅里叶方法得出正交相位的新方法。这种方法可以消除傅里叶变换滤波对点阵边缘的模糊作用，扩大了二维正弦条纹在摄像机标定中的适用范围。摄像机外参数标定实验表明该方法在处理包含边缘点的点阵时，重投影误差保持在原有水平，证明了其有效性。
机器视觉 特征点提取 相位提取 二维正弦条纹 棋盘格 高斯点阵
